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Verfahren zur Herstellung eines Leuchtschirmes für eine Elektronenstrahlröhre
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Leuchtschirmes
für eine Elektronenstrahlröhre, bei dem der durchsichtige Wandteil des Röhrenkolbens
zunächst mit einer Leuchtstoffschicht bedeckt wird; anschließend auf die Leuchtßtoffschicht
ein aus organischem Material bestehender Film aufgebracht wird, der daraufhin mit
einer dünnen, für Elektronen durchlässigen Metallschicht überzogen wird und bei
dem schließlich der aus organischem Material bestehende Film entfernt wird.
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Bei Elektronenstrahlröhren, insbesondere bei Fernseh-Bildröhren, ist
es bekannt, auf der dem Strahlerzeugungssystem des Leuchtschirmes zugewendeten Seite
eine Metallschicht vorzusehen, um die effektive Lichtausbeute des Leuchtschirmes
zu erhöhen, um ferner Störionen vom Schirm fernzuhalten und um ein über die ganze
Oberfläche- des Schirmes gleichmäßiges Potential zu gewährleisten. Die Metallschicht
kann. beispielsweise durch Aufdampfen von Aluminium auf einen aus organischem Material
bestehenden Film erzeugt werden. Dieser als Unterlage dienende, auf den Leuchtschirm
aufgebrachte Film wird vor der Evakuierung der Elektronenstrahlröhre vorzugsweise
durch Verbrennen oder Depolymerisation entfernt. Im allgemeinen werden zur Herstellung
derartiger Filme Nitrocellulose oder Kunstharz auf Acrylat oder Methacrylatbasis
verwendet. Der organische Film muß derart auf den Leuchtschirm aufgebracht werden,
daß das Filmmaterial nicht zu weitgehend zwischen den Körnern der Leuchtstoffschicht
eindringt. Zu diesem Zweck pflegt man die Räume zwischen den einzelnen Körnern der
Leuchtstoffschicht mit Wasser auszufüllen, so daß der Wasserpegel etwa so hoch ist
wie die Gipfel der Körner des Leuchtstoffmaterials. Es kann z. B. Wasser auf den
Leuchtschirm gespritzt werden, während der Kolben mit dem Hals nach unten gerichtet
ist und das Bildfenster mit der Leuchtstoffschicht annähernd waagerecht liegen.
Das Wasser wird dabei durch Kapillarkräfte zwsichen den Leuchtstoffkörnern festgehalten
und füllt die Öffnungen zwischen ihnen aus.
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Auf der auf diese Weise mit Wasser benetzten Leuchtstoffschicht kann
alsdann der organische Film angebracht werden, z. B. indem eine Lösung des filmbildenden
Stoffes in einem geeigneten Lösungsmittel aufgespritzt wird. Es ist auch möglich,
das Bildfenster annähernd waagerecht mit dem Kolben nach oben gerichtet aufzustellen,
worauf eine Lösung des filmbildenden Stoffes auf den benetzten Schirm gegossen und
durch Schichtbewegungen regelmäßig über die ganze Oberfläche verteilt wird. Es hat
sich gezeigt, daß die Qualität des Filmes im wesentlichen die Qualität der Metallschicht
bedingt.
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Nach- dem Abtropfen bzw. Ablaufen der überschüssigen Lösung des organischen
Materials wird der Film getrocknet. Bei der Trocknung soll möglichst eine gleichmäßige,
glatte Filmoberfläche erzeugt werden. Um dies zu begünstigen, empfiehlt es sich;
härteren Lacksorten den Vorzug zu geben, weil dadurch die Anzahl der Haftstellen
mit den. Leuchtstoffkörnem und damit die Rauhigkeit der Filmoberfläche gering gehalten
wird.
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Die Trocknung des Films kann durch Einblasen von Luft in den Röhrenkolben
erfolgen, wobei eine Erwärmung des Kolbens von außen her zusätzlich vorgenommen
werden kann.
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Erwärmt man thermoplastische Lackfilme, z. B. Methacrylate, beim Trocknungsvorgang,
so verformt sich der Lackfilm; er schmiegt sich stärker an die Konturen der Leuchtstoffoberfläche
an, wobei zahlreiche Haftstellen gebildet werden. Dieses Anschmiegen der Lackfihnhaut
an die Leuchtstoffoberfläche hat eine Vergrößerung der Oberflächenrauhigkeit des
Filmes zur Folge. Bei der Herstellung der dünnen Metallschicht nimmt diese die Konturen
des organischen Filmes an. Eine größere Ober fiächenrauhigkeit des Metallspiegels
bewirkt naturgemäß eine Abnahme der Helligkeit des Leuchtschirmes der Elektronenstrahlröhre.
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Bekanntlich wird nun bei der Herstellung von Leuchtschirmen durch
das bekannte Settel-Verfahren
die Leuchtstoffschicht in der Mitte
des Schirmes im allgemeinen etwas dicker. Dies ist besonders der Fall bei Fernsehbildröhren
mit 110° Ablenkung; d. h. bei Röhrenkolben relativ geringer axialer Länge bei großem
Schirmdurchmesser und relativ großer Schirmkrümmung. Dickere Leücht-.stoffschichten
bewirken aber höhere Helligkeiten bei den in Betracht kommenden Schichtstärken.
Es kommt hinzu, daß. die: Metallschicht häufig ebenfalls in der Mitte besser als
an den. Schirmrändern ist. Diese beiden Faktoren bewirken- eine ungleichmäßige Helligkeitsverteilung
über die Leuchtschirmoberfläche.. -- Nach einem bekannten Verfahren soll eine gleichmäßigere
Verteilung der Leuchtschirmsubstanz dadurch erreicht werden, daß die Röhre während
der Sedimentation von einer bestimmten- Schräglage aus in die waagerechte bewegt
wird. Der Bewegungsmechanismus, der auch eine Drehung der Röhre um ihre Längsachse
bewirken muß, bedingt jedoch einen- zusätzlichen Aufwand und eine exakte Arbeitsweise.
In der Praxis gelingt es nicht, während der ganzen Dauer der Segmentation der Leuchtschirmsubstanz
in jedem Augenblick senkrecht über jede Schirmträgerstelle die gleiche Stärke der
Suspensionsmittelschicht zu erzwingen.
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Bei weiteren bekannten Verfahren wird eine gleichmäßigere Verteilung
durch ein möglichst langsames Absinken der Leuchtschirmsubstanz in. der Suspensionsflüssigkeit
mittels bestimmter Düsen der Einfülltrichter angestrebt. Die Leuchtstoffsubstanz
wird dabei beispielsweise spiralförmig in den Röhrenkolben eingesprüht. Auch dabei
gilt; daß selbst eine ideal gleichmäßige Verteilung des Leuchtstoffpulvers im Suspensionsmittel
bei vorhandenen Schirmträgerkrümmungen einen gleichmäßigen Schirm nicht entstehen
läßt.
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Auch ist es bekannt, die pulverförmige Leucht stoffsubstanz in einer
elektrischen Gasentladung auf einem Schirmträger niederzuschlagen. Abgesehen davon;
daß dieses Verfahren umständlich und zeitraubend ist, wird infolge veränderter Feldkonfiguration
an Krümmungen der einen Pol der Spannungsquelle bildenden Schirmunterlage eine gleichmäßige
Schichtdicke nicht erhalten.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß es durch Ausnutzung
der Eigenschaften der organischen- -Filme zwischen- Leuchtschirm und Metallhinterlegung
gelingt, Leuchtschirme mit einer über die ganze Schirmoberfläche gleichmäßigen Qualität
herzustellen.
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Dies wird erreicht, wenn gemäß der Erfindung vor dem Aufbringen der
Metallschicht die Oberflächenrauhigkeit des aus organischem Material bestehenden
Films an den Stellen mit stärkerer Leuchtstoffschicht durch Erhitzen dieser Stellen
verändert wird. Es wird also hierdurch eine Änderung der Schirmhelligkeit an diesen
Stellen erzwungen.
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Erwärmt man beispielsweise bei der Trocknung des organischen Filmes
durch Einblasen von kalter Luft, deren Temperatur etwa 20° C betragen mag, die Mitte
des Leuchtschirmes vom Außenraum her auf etwa 60° C, so wird durch die thermoplastische
Verformung die Oberflächenrauhigkeit des Filmes und somit der auf diesen Schirm
aufgebrachten Metallschicht größer. Dies bewirkt aber - wie bereits erwähnt wurde
- eine Abnahme der Schirmhclligkeit an dieser Stelle, bzw. es wird die Möglichkeit
geschaffen, die Schirmhelligkeit der erhitzten Schirmstellen an die geringeren Helligkeiten
anderer Stellen insbesondere der Randpartien anzupassen.
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Je nach der Wahl der Erwärmungstemperatur kann man verschiedene Helligkeitsverteilungen
auf dem Leuchtschirm erzielen. Insbesondere ist es möglich; eine vollkommen gleichmäßige
Schirmhelligkeit an allen Stellen zu erhalten. Die Wahl der Erwärmungstemperatur,
die zwischen 20 und 100° C liegen kann, hängt naturgemäß mit der Härte des für den
organischen Film benutzten Lackes zusammen.
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Die Auswahl der zu erwärmenden Stellen des Leuchtschirmes, d. h. der
Stellen, die eine stärkere Leuchtstoffschicht aufweisen, kann in einfacher Weise
dadurch erfolgen, daß der Schirm durchleuchtet wird. An der verschieden starken
Lichtabsorption erkennt man ohne weiteres die Stellen verschieden starker Leuchtstoffstärke;
wie bereits oben erwähnt wurde, zeigt es sich, daß bei der üblichen Herstellung
von Leuchtschirmen im allgemeinen die Randpartien eine geringere Stärke der Leuchtstoffschicht
aufweisen.